曾志強(qiáng)，區(qū)穎剛，劉慶庭，楊丹彤，胡 喬，劉青言

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642；2.廣東廣墾農(nóng)機(jī)服務(wù)有限公司，遂溪 524348）

2CZY-2型甘蔗種植機(jī)試驗(yàn)和分析

曾志強(qiáng)1，2，區(qū)穎剛1※，劉慶庭1，楊丹彤1，胡 喬2，劉青言1

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642；2.廣東廣墾農(nóng)機(jī)服務(wù)有限公司，遂溪 524348）

對2CZY-2型甘蔗種植機(jī)作業(yè)性能行了試驗(yàn)測試，并與人工作業(yè)進(jìn)行了比較分析，對存在的不足進(jìn)行了改進(jìn)試驗(yàn)。結(jié)果表明：2CZY-2型甘蔗種植機(jī)性能穩(wěn)定，機(jī)械化種植工效是人工的4倍、成本比人工降低489元/hm2，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，為甘蔗機(jī)械化的發(fā)展提供重要的實(shí)踐和理論依據(jù)。

甘蔗 機(jī)械化 種植 試驗(yàn) 分析

0 引言

甘蔗是我國主要的糖料作物，種植面積占我國常年糖料面積的85%以上，產(chǎn)糖量占食糖總產(chǎn)的90%以上[1]。2013年我國甘蔗種植面積約180萬hm2，僅次于巴西和印度位居世界第3位，甘蔗產(chǎn)業(yè)已成為我國主產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱和農(nóng)民增收的主要來源[2]。目前，我國甘蔗種植主要依靠人力和畜力，勞動強(qiáng)度大、效率低，機(jī)械化種植水平低，直接影響了甘蔗生產(chǎn)和蔗糖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是蔗糖產(chǎn)業(yè)迫切期望解決的問題。

甘蔗機(jī)械化種植包括：甘蔗種苗規(guī)劃、土地整理備耕、專業(yè)輔助工、種苗、水、肥料和機(jī)械化種植等，是一個涉及到農(nóng)藝農(nóng)機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)工程。廣東湛江農(nóng)墾20世紀(jì)90年代開始進(jìn)行了長期的大規(guī)模甘蔗機(jī)械化種植試驗(yàn)示范，2003年引進(jìn)巴西甘蔗種植機(jī)，在應(yīng)用與試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，與北京現(xiàn)代農(nóng)裝合作開發(fā)了2CZY-2型甘蔗種植機(jī)。目前比較成熟的甘蔗種植機(jī)，除了2CZY-2型懸掛式甘蔗種植機(jī)外，還有HXW-2型甘蔗種植機(jī)、廣西農(nóng)機(jī)院2CZ-1型甘蔗聯(lián)合種植機(jī)等。

目前，全國甘蔗種植面積約180萬hm2，但機(jī)械化種植面積占總種植面積還不到1%，除了對行距等農(nóng)藝問題存在疑慮外，對甘蔗種植機(jī)的使用效果也沒有信心。為此，本文結(jié)合國家甘蔗技術(shù)體系項(xiàng)目實(shí)施，在廣東湛江農(nóng)墾進(jìn)行了甘蔗機(jī)械化種植試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)樣機(jī)為2CZY-2型懸掛式甘蔗種植機(jī)，主要由播種機(jī)和蔗種拖車組成，能一次完成開溝、施肥、切種、擺種、淋水、噴藥、覆土、蓋膜和鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序，配套紐荷蘭TM140拖拉機(jī)，動力106kW。試驗(yàn)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 2CZY-2型懸掛式甘蔗種植機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Table 1 the main technical parameters of 2CZY-2 type hanging sugarcane planting machin

1.2 試驗(yàn)條件及農(nóng)藝要求

試驗(yàn)地塊面積為6.66 hm2、長約500 m、寬約200 m，并進(jìn)行了土壤深松、重耙等耕整地作業(yè)的蔗田，達(dá)到“深、松、碎、平”和土質(zhì)水分的甘蔗種植農(nóng)藝要求。地點(diǎn)在廣東省華海糖業(yè)發(fā)展有限公司海鷗農(nóng)業(yè)分公司1、2、3、5、15隊(duì)和勇士農(nóng)業(yè)分公司5、7隊(duì)。種植種苗選用以高產(chǎn)高糖，耐旱、抗逆性強(qiáng)、抗病蟲害力強(qiáng)、抗倒伏的夏繁新臺糖16號、粵糖93-159、良糖2號等優(yōu)良品種甘蔗品種（裝機(jī)的蔗種長度為1.2～1.5 m）。試驗(yàn)地膜為光降解地膜，試驗(yàn)用肥料為鉀肥、磷肥和尿素。甘蔗種植行距設(shè)定為1.2 m，以配合與配套好的種植機(jī)、收獲機(jī)等農(nóng)機(jī)具既定的規(guī)格，保證甘蔗種、管、收全程機(jī)械化操作。機(jī)械化種植下種量大約為9 000 kg/hm2，確保每hm2甘蔗種的有效雙芽蔗段在75 000條（一般每條蔗段有2個芽，即保證每hm2有120 000～150 000個芽）[3]。

采用人工攪肥和上肥，需要5人攪拌肥，并把肥、水和蔗種裝上種植機(jī)，2人負(fù)責(zé)跟地膜、補(bǔ)植地頭和地尾等，6人輔助種植送種，共13個輔助工，配2臺種植機(jī)。

1.3 試驗(yàn)項(xiàng)目

根據(jù)機(jī)械化種植甘蔗實(shí)際生產(chǎn)要求，主要測定甘蔗種植機(jī)的合格率、發(fā)芽率、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。合格率包括施開溝均勻度、肥均勻度、排種均勻度、地膜覆土厚度穩(wěn)定性[4]。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 種植機(jī)性能測試

2.1.1 甘蔗種植機(jī)的主要性能指標(biāo)

經(jīng)試驗(yàn)，并根據(jù)本農(nóng)場的具體情況，進(jìn)行了部分改裝。經(jīng)試驗(yàn)檢測，開溝深度為25～30 cm，穩(wěn)定性為92.5%；根據(jù)農(nóng)藝要求施肥量為3 000 kg/hm2，按行距不同適時調(diào)整排肥量，測算結(jié)果均可滿足基肥施放要求，施肥均勻度為88.9%，施肥位置集中在蔗種側(cè)邊3 cm處，呈條形狀落肥；切種的標(biāo)準(zhǔn)長度為38 cm，蔗種平均切斷長度為37.5 cm；按照75 000條/hm2雙芽蔗段的播種量，行距1.2 m計(jì)算，平均每m排放6.25條雙芽蔗段，排種均勻度為82.9%，有效芽10～11個，芽損傷率為2%；蔗種覆土厚度平均為2.9 cm，覆土厚度穩(wěn)定性為86.5%；地膜覆蓋100 m，覆膜缺口為1 m，即缺口率為1%；噴藥霧化的工作壓力2.0～2.5 kg/cm2，霧狀噴灑均勻；實(shí)際平均每m出6.5株蔗苗，蔗苗粗壯、出苗整齊，密度均勻，無斷壟，整體長勢旺。

2.1.2 機(jī)械化種植發(fā)芽率

根據(jù)對各種植地塊的田間調(diào)查，機(jī)械種植質(zhì)量略遜于人工種植，每m出苗株數(shù)少0.16株，折算為每hm2少出苗數(shù)1 350株，見圖1?，F(xiàn)階段影響機(jī)械化種植質(zhì)量的因素主要有：種苗質(zhì)量、覆土質(zhì)量、種苗與土壤接觸情況、下種均勻度等，其中種苗質(zhì)量影響較大，由于機(jī)械化種植所用的蔗種沒有浸種，在放種時也沒有選種，與同期人工種植的相比，出芽相對較差。

2.2 機(jī)械化種植工作效率和成本分析

2.2.1 工作效率

通過測定，作業(yè)平均行駛速度可達(dá)4.5 km/h，純工作效率為0.54 hm2/h；在長度為500～600 m、寬度為100 m以上的田塊上作業(yè)，平均效率每班（即8 h）可達(dá)4.32 hm2；若地塊坡度較大，土地雜物較多，尤其是長度較短時，則難發(fā)揮機(jī)械化種植優(yōu)勢，一般每班只有1.6～2.0 hm2。

2.2.2 成本比較分析

按正常作業(yè)情況計(jì)算，機(jī)械化種植是2臺種植機(jī)各配1個機(jī)手，共需13個輔助工；人工種植是1個人和1頭牛。甘蔗機(jī)械化種植是人工種植工效的4倍，大大提高了種植效率；隨著甘蔗種植機(jī)械化配套措施的不斷完善，輔助工配合越來越熟練，機(jī)械化種植工效不斷提高，從2009年和2010年榨季的每班2.87 hm2，提高到2011年和2012年榨季的每班4.31 hm2。

經(jīng)過2009—2012年3個榨季的試驗(yàn)得出，在此試驗(yàn)地上，機(jī)械化種植成本約為576元/hm2，遠(yuǎn)低于周邊人工種植的1 065元/hm2；另外，在開展抗旱種植時，人工淋水成本要600元/hm2，機(jī)械化種植與人工淋水相比還可以節(jié)省450元/hm2。所以，機(jī)械化種植的成本與人工種植費(fèi)用和抗旱淋水費(fèi)用2項(xiàng)共可節(jié)省939元/hm2，按3個榨季機(jī)械化種植900 hm2計(jì)，總共節(jié)省費(fèi)用84.51萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.2.3 種植效果比較

機(jī)械化種植是復(fù)合式作業(yè)方式，能一次完成開溝、施肥、切種、擺種、淋水、噴藥、覆土、蓋膜和鎮(zhèn)壓等甘蔗種植作業(yè)全部工序，減少了土壤水分蒸發(fā)，滿足抗旱種植的需要，尤其在雷州半島有一定優(yōu)勢；人畜力種植是在機(jī)械化開好種植溝以后進(jìn)行放種、施肥、蓋膜、覆土的，種植過程耗時長，難保持土壤濕度。但機(jī)械化種植的行距比人工較寬、且出芽率比人工低，有些地塊產(chǎn)量比人工低；如果整個機(jī)械化種植的耕整地、蔗種、輔助工、車輛的安排不當(dāng)，會嚴(yán)重影響機(jī)械化種植的工效。

圖1 機(jī)械和人工種植甘蔗的出苗率/株·m-1Fig.1 The budding percentage rate of plant sugarcane by machinery and manpower

3 結(jié)論

甘蔗機(jī)械化種植是一個系統(tǒng)工程。包括蔗地的地塊規(guī)劃、耕整地準(zhǔn)備、種苗準(zhǔn)備、拌肥準(zhǔn)備，操作人員的緊密配合，以及人員和物質(zhì)的合理安排和維護(hù)保養(yǎng)等一系列環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)必須周密安排，才能發(fā)揮機(jī)械化種植的優(yōu)勢。

通過666.67 hm2的機(jī)械化種植試驗(yàn)研究，可以看出，2CZY-2型懸掛式甘蔗種植機(jī)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)良好、穩(wěn)定。雖然機(jī)械化種植存在出苗率低的問題，但其高工效，大大減輕了勞動強(qiáng)度，綜合效益好。機(jī)械化種植雖然才剛剛開始，但為實(shí)現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營打下扎實(shí)基礎(chǔ)，將會為提高我國糖業(yè)的國際競爭力、促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)揮重要作用。

[1]彭釗.基于技術(shù)路線圖的甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化研究[D].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[2]區(qū)穎剛，楊丹彤.甘蔗主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)機(jī)械化的幾個問題[J].廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化，2010，（4）：8-10.

[3]韋麗莉.廣西甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)途徑[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2012（26）.

[4]陳永光，曾志強(qiáng)，賴榮光，等.系統(tǒng)規(guī)劃，突破瓶頸，促進(jìn)甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程，2011（4）.

Test and Analysis of the Sugarcane Mechanization Plant System

Zeng Zhiqiang1,Ou Yinggang1,Liu Qingting1,Yang Dantong1,Hu Qiao2,Liu Yanqing1
(1.Key laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment,Ministry of Education,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China；2.Guangdong Guangken Agricultural machinery Srevice Co.Ltd.,Suixi 524348,China)

This paper introduces test performance of the 2CZY-2 sugarcane planter and the experiment of the plant system.The test between the manual operations system and the mechanization system was constrasted,and the mechanization performance with regard to the existent was improved insufficiency.The result shows that this sugarcane planter is stable and the mechanization system’s efficiency is about four times of manual operations, the cost is reduce 489 RMB/hm2,that means this system have significant economic and social benefits.This result also provide practical and theoretical of the development in sugarcane mechanization.

sugarcane,mechanization,planting,experiment,analysis

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)——甘蔗全程機(jī)械化技術(shù)與裝備開發(fā)（201003009）；國家國際科技合作項(xiàng)目——甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)裝備試驗(yàn)研究（2011DFB70350）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50875091）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2010B020314004）。

曾志強(qiáng)（1980-），男，江西上饒人，博士研究生。E-mail：zzqpark@126.com

※通訊作者：區(qū)穎剛（1947-），男，廣東新會人，教授，博士生導(dǎo)師。 E-mail：ouying@scau.edu.cn